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强噪声下碳纤维增强树脂复合材料结构Lamb波层析损伤成像方法

苏晨辉 姜明顺 梁建英 田爱琴 孙琳 张法业 张雷 隋青美

苏晨辉, 姜明顺, 梁建英, 等. 强噪声下碳纤维增强树脂复合材料结构Lamb波层析损伤成像方法[J]. 复合材料学报, 2020, 37(4): 886-895. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190628.004
引用本文: 苏晨辉, 姜明顺, 梁建英, 等. 强噪声下碳纤维增强树脂复合材料结构Lamb波层析损伤成像方法[J]. 复合材料学报, 2020, 37(4): 886-895. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190628.004
SU Chenhui, JIANG Mingshun, LIANG Jianying, et al. Lamb wave tomography damage imaging of carbon fiber reinforced polymer composite structures in strong noise environment[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2020, 37(4): 886-895. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190628.004
Citation: SU Chenhui, JIANG Mingshun, LIANG Jianying, et al. Lamb wave tomography damage imaging of carbon fiber reinforced polymer composite structures in strong noise environment[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2020, 37(4): 886-895. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190628.004

强噪声下碳纤维增强树脂复合材料结构Lamb波层析损伤成像方法

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190628.004
基金项目: 国家自然科学基金(61873333;61803179;61903225);山东大学基础研究基金(2018JCG06);山东省自然科学基金(ZR2017PEE023;ZR2017BF07);山东省2017重点研发计划(2017CXGC0610);国家重点研究开发项目(2018YFE02013);山东省重点研究开发计划(2019TSLH0301);山东大学青年学者计划(2016WLJH30)
详细信息
    通讯作者:

    隋青美,博士,教授,博士生导师,研究方向为光电检测、机器视觉、故障检测与诊断,E-mail:qmsui@sdu.edu.cn

  • 中图分类号: TB559;TG115

Lamb wave tomography damage imaging of carbon fiber reinforced polymer composite structures in strong noise environment

  • 摘要: Lamb波因其检测范围广、对缺陷敏感性高等特点在复合材料无损检测中广泛应用。但强噪声环境给有效信号的提取带来难度,影响损伤位置判定精度。针对该问题,提出了一种在强噪声背景下基于计盒维数和Lamb波层析成像技术的损伤定位成像方法。首先通过仿真分析了Lamb波在碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料板损伤前后传播的特性。在选定的复合材料板上均匀布置圆形传感器阵列,以粘结质量块改变结构局部刚度的形式模拟真实损伤;其次每个传感器依次作为激励器产生Lamb波,其他传感器采集有无损伤下的响应信号,采用小波变换进行信号去噪。将去噪后的信号添加不同等级的白噪声实现噪声干扰;最后采用计盒维数计算有无损伤的信号差异确定损伤因子,并通过概率成像算法实现损伤的定位成像。实验结果表明,在强噪声环境中单损伤与多损伤成像定位最大和平均误差分别为11.18 mm和6.88 mm,该方法无需信号降噪技术,且避免了多损伤时复杂反射信号的提取过程,在强噪声下复合材料损伤定位识别方面具有较大的潜力。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-30
  • 刊出日期:  2020-04-15

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